CN101263234A - 用于退火炉的炉底辊装置 - Google Patents

Abstract

本文揭示了一种用于退火炉中馈送带钢板的炉底辊装置。该炉底辊装置包括：陶瓷管，该陶瓷管设置在退火炉内，以接触的方式馈送带钢板；辊轴，该辊轴联接到陶瓷管的第一端并横贯退火炉延伸通过陶瓷管；管固定套筒，该管固定套筒联接到陶瓷管的第二端，辊轴的一部分插入通过该管固定套筒；以及张力产生单元，该张力产生单元与辊轴和管固定套筒互锁，并提供张力来沿纵向方向伸展辊轴。因此，可将造成辊轴向下弯曲的类似于蠕变的热变形减到最小，并可通过炉底辊的高速转动提高带钢板的生产线速度。

Description

用于退火炉的炉底辊装置

技术领域

本发明涉及炉底辊装置，其用来将带钢板馈送到退火炉中以制造晶粒定向或非定向的电工钢板。

具体来说，本发明涉及一种用于退火炉的炉底辊装置，其可将使辊轴在高温的退火炉中向下弯曲的热变形(例如，蠕变)减到最小，由此提高炉底辊的运行特性。

背景技术

如图1和2所示，带钢板由热轧钢厂、冷轧钢厂或电工钢厂轧制而成，实施这样带钢板的退火工艺是，从安装在退火炉110入口处的开卷机120释放带钢板100，该带钢板100通过退火炉110，卷绕在安装在退火炉110出口处的张力卷筒130上。

设置炉底辊140，用来在开卷机和张力卷筒之间以恒定的张力在退火炉110中馈送带钢板100。

例如，通过从开卷机到张力卷筒连续地馈送带钢板并在退火炉内进行热处理，由此生产出晶粒定向或非定向的电工钢板。

图1中的附图标记112是退火炉的墙，而图2中的附图标记C是辅助的加热器线圈，如图2所示，其布置在退火炉墙的内表面上(见图6)且进行辐射加热。

图3是结构图，其显示图1和2中示意地示出的退火炉的传统炉底辊，而图4是局部截面图，示出传统炉底辊在退火炉中的安装状态。

图3所示的传统炉底辊140揭示在韩国专利公开出版物No.2003-0054539中。炉底辊140安装在退火炉110中用来馈送带钢板100(见图1和2)。

炉底辊140包括具有良好热阻的陶瓷管142、插入通过陶瓷管142的辊轴144，以及联接到陶瓷管142两端以便固定辊轴144的管固定套筒146。

如图3所示，管固定套筒146利用第一固定销148a固定到陶瓷管142。

而管固定套筒146利用第二固定销148b固定到辊轴144。

如图3和4所示，轴承座148联接到辊轴144的两个端部以便转动辊轴。

如图4所示，每个轴承座148安装到固定在退火炉墙112的外钢框架114上的支架，这样，辊轴144可由轴承座转动。

一盖联接到轴承座的外表面以便包围辊轴的端部，盖内填充油脂G，油脂通过注射管(未示出)注入。

油脂G阻止外部空气流入其中形成氢气氛围的退火炉。

如此的油脂也用于根据本发明的炉底辊装置，下面将参照图13和14予以描述。

多个炉底辊140通过退火炉110墙112，并被个别地驱动。例如，如图1所示，用驱动电动机和连接到驱动电动机的驱动链，炉底辊140就可个别地转动并馈送带钢板100。

如图1和3所示，与驱动链啮合的链轮150联接到炉底辊140的辊轴的端部。

然而，在目前不同于图1的结构，驱动电动机分开地连接到各自的炉底辊以便独立地驱动炉底辊。

例如，连接到驱动电动机的驱动轴(未示出)上的联轴环S(见图6，将在下面进行描述)可以连接到辊轴上，以便独立地驱动炉底辊。

因为退火炉保持在很高的温度，大约为1050℃，用于带钢板的热处理，退火炉110中的炉底辊140受到热量影响。

一般来说，炉底辊140的辊轴144由耐热钢(例如，SCH24)制成，而管142由陶瓷制成。

当炉底辊在退火炉的1050℃中驱动时，因为由耐热钢制成的辊轴144的线膨胀系数不同于陶瓷管142，因此问题就出现了。

例如，辊轴144的线膨胀系数约为陶瓷管142的30倍。

因此，如果将辊轴与陶瓷管比较，则因为辊轴的伸长远大于陶瓷管的伸长，所以在高温下类似于蠕变的热变形产生在辊轴144而不是在陶瓷管142上。

传统炉底辊140中因陶瓷管142和辊轴144伸长之差引起的问题如下。

例如，如果陶瓷管142具有150mm的外直径和75mm的内直径，而由耐热钢(SCH24)制成的辊轴144具有74mm的外直径，则在退火炉的温度(约为1050℃)中辊轴144测得的伸长约为陶瓷管142伸长的5倍。

换句话说，辊轴的伸长大于由陶瓷制成管的伸长，而陶瓷管具有比耐热钢大的热阻。

然而，因为传统炉底辊140中辊轴和陶瓷管之间的伸长之差，当陶瓷管142和管固定套筒146彼此联接时，会在接触部分(图3中的X和Y)处产生间隙，于是，部件142、144和146之间的联接力变得松弛。

尤其是，如果退火炉中的热量通过陶瓷管和管固定套筒之间的接触部分(图3中的X和Y)处的间隙传递到辊轴144，则辊轴经受到类似于蠕变的热变形(弯曲)。

因此，如图3中辊轴上的虚线所示，伸长大于陶瓷管142的辊轴144的中心线下垂。

如果辊轴的中心线下垂，则辊轴的载荷集中在支承辊轴144的轴承座148的内座圈的内部。这阻碍了辊轴144的正常的同中心地转动。

因此，传统炉底辊140偏心地转动因而使振动变大。当传统炉底辊使用约2周至2月时，就会出故障，带钢板在退火炉中就不能被正常地馈送。因此，炉底辊应定期地更换。

因为用于退火炉中的炉底辊140非常昂贵，如果退火炉考虑需要约二百个炉底辊，则定期地更换炉底辊140造成大量的材料和劳动力费用。

此外，因为退火炉的运行在更换炉底辊过程中停工很长时间，所以正常生产流程被切断，由此降低生产率和产品质量。

另一方面，在实际的工作场所中，为了减小因辊轴在带钢板上的变形引起的离心力的影响，例如，转动时中心线下垂的辊轴撞击到带钢板而产生带钢板表面的缺陷，于是需减小退火炉的生产线速度。

例如，在生产电工钢板的情形中，即使退火炉的正常生产线速度约为160mpm，实际的生产线速度也减小到约120mpm。

因此，如果将张力强加到辊轴上来伸展辊轴，则其伸长大于陶瓷管的伸长，因为阻止了由热效应引起的辊轴的中心线下垂，由此改进了炉底辊的运行特性，可提高退火炉内带钢板的生产线速度。炉底辊需要这样的改进。

发明内容

技术问题

因此，鉴于以上问题特作出本发明，本发明的一目的是提供一种用于退火炉的炉底辊装置，其通过抑制高温退火炉中造成炉底辊装置的辊轴向下弯曲的热变形(蠕变)来改进运行特性。

本发明的另一目的是提供一种用于退火炉的炉底辊装置，其可提高炉底辊装置的转动速度，由此，提高带钢板的生产线速度和提高生产率。

技术解决方案

根据本发明的一个方面，通过提供一种用于退火炉的炉底辊装置来实现上述和其它的目的，该炉底辊装置包括：

陶瓷管，该陶瓷管设置在退火炉内，以接触的方式馈送带钢板；

辊轴，该辊轴联接到陶瓷管的第一端并横贯退火炉延伸通过陶瓷管；

管固定套筒，该管固定套筒联接到陶瓷管的第二端，辊轴的一部分插入通过该管固定套筒；以及

张力产生单元，该张力产生单元与辊轴和管固定套筒互锁，并提供张力来沿纵向方向伸展辊轴。

较佳地，陶瓷管在第一端和第二端形成有第一联接部分，辊轴形成有围绕外周缘表面突出的第二联接部分，以紧密地接触形成在陶瓷管第一端的第一联接部分，管固定套筒形成有围绕外周缘表面突出的第三联接部分，以紧密地接触形成在陶瓷管第二端的第一联接部分。

更为较佳地是，形成在陶瓷管第一端和第二端的第一联接部分包括沿周缘方向交替地形成的凹陷部分和突出部分，辊轴的第二联接部分和管固定套筒的第三联接部分包括凹陷部分和突出部分，这些凹陷部分和突出部分紧密地啮合第一联接部分的凹陷部分和突出部分。

较佳地，第一联接部分、第二联接部分和第三联接部分的突出部分突出出来，同时，离凹陷部分逐渐变小。

炉底辊装置还包括盖，这些盖包围陶瓷管和辊轴之间的联接区域以及陶瓷管和管固定套筒之间的联接区域。

辊轴形成有第一台阶形部分、沿纵向方向从第一台阶形部分开始向下形成台阶的第二台阶形部分，以及沿纵向方向从第二台阶形部分开始向下形成台阶的第三台阶形部分。管固定套筒形成有第一台阶形部分和沿纵向方向从第一台阶形部分开始向下形成台阶的第二台阶形部分，辊轴的第二台阶形部分部署在管固定套筒的第一台阶形部分内，而辊轴的第三台阶形部分部署在管固定套筒的第二台阶形部分内。

较佳地，辊轴的第一台阶形部分和管固定套筒的第一台阶形部分插入陶瓷管内同样的长度，一间隙形成在辊轴的第二台阶形部分和管固定套筒的第二台阶形部分之间，又一间隙形成在辊轴的第三台阶形部分和管固定套筒的第二台阶形部分的内表面之间。

密封构件安装在辊轴的第三台阶形部分和管固定套筒的第二台阶形部分之间。

张力产生单元包括弹性构件或液压/气动部件，该弹性构件或液压/气动部件与管固定套筒和辊轴的端部互锁以对辊轴施加张力。

较佳地，弹性构件是螺旋弹簧，螺旋弹簧使其前端被管固定套筒的第二台阶形部分支承，使其后端被紧固构件支承，该紧固构件联接到通过螺旋弹簧的辊轴的第三台阶形部分。螺旋弹簧通过弹性力沿纵向方向伸展辊轴，并对管固定套筒施压。

紧固构件包括围绕辊轴第三台阶形部分放置的导向环和至少一个拧紧到辊轴第三台阶形部分的螺母，以及突出部分从管固定套筒第二台阶形部分一体地延伸出来以包围弹性构件和导向环。

较佳地，液压/气动部件包括：气缸，该气缸设置在管固定套筒内，并水平地安装在联接到从管固定套筒的第二台阶形部分一体延伸出来的突出部分的固定板；以及活塞杆，该活塞杆设置在管固定套筒内并连接到辊轴第三台阶形部分。该突出部分形成有孔，其用来排出从气缸泄漏出的空气或液压油。

更为较佳地是，与管固定套筒和辊轴互锁的张力产生单元被保护盖包围，该保护盖密封地接触连接到退火炉墙的轴承座。保护盖设置有位于其内的、与轴承座一起用来储存油脂的分隔环，以阻止外部空气流入退火炉内，并还形成有用来排出泄漏的油脂、空气或液压油的孔。

辊轴和管固定套筒的端部被轴承座所支承，轴承座安装在固定在退火炉墙的支架上，这样，辊轴、陶瓷管和管固定套筒可以转动。

有益效果

根据本发明的用于退火炉的炉底辊装置，尽管在高温的退火炉中辊轴的伸长大于陶瓷管伸长，但由于张力产生单元沿纵向方向伸展辊轴，所以，将造成辊轴向下弯曲的类似于蠕变之类的热变形减到最小。

还有，因为辊轴、陶瓷管和管固定套筒的联接部分彼此紧密地联接，并被盖所包围，在诸联接部分之间不形成间隙。尽管产生间隙，但盖阻止来自于退火炉的热量渗透到辊轴，由此将辊轴的热变形减到最小。

还有，因为退火炉中的带钢板生产线速度可达到最佳值，例如，160mpm，所以，可提高生产率。

而且，通过抑制辊轴的热变形，可延长装置的寿命，降低更换装置的成本，并可提高带钢板的产品质量。

附图说明

从以下结合附图的详细描述中，将会更加清楚地理解本发明上述和其它的目的、特征和其它优点，附图中：

图1是立体图，示意地示出电工钢板制造工艺中的传统退火炉；

图2是示意图，示出使用图1所示的退火炉进行带钢板的退火处理过程；

图3是结构图，示出用于退火炉的传统炉底辊；

图4是局部截面图，示出图3炉底辊在退火炉中的安装状态；

图5是结构图，示出用于根据本发明的退火炉的炉底辊装置；

图6是截面图，示出炉底辊在根据本发明的退火炉中的安装状态；

图7是分解图，示出根据本发明的炉底辊装置；

图8是示出根据本发明的炉底辊装置的辊轴的视图；

图9是示出根据本发明的炉底辊装置的管固定套筒的视图；

图10是图5中的“A”的分解立体图；

图11是示出图10所示的管固定套筒的结构图；

图12是立体图，示出根据本发明的炉底辊装置的张力产生单元的实施例；

图13是截面图，示出图12所示张力产生单元；以及

图14是截面图，示出根据本发明的炉底辊装置的张力产生单元的另一实施例。

具体实施方式

现将参照附图详细描述本发明的优选实施例。在以下描述中，与现有技术相同的带钢板100和退火炉110的元件用相同的附图标记表示。

如图5和14所示，本发明的炉底辊装置1包括设置在退火炉内用接触的方式馈送带钢板的陶瓷管10、联接到陶瓷管10第一端并横贯退火炉延伸通过陶瓷管10的辊轴30、联接到陶瓷管10第二端且辊轴30的一部分插入通过其的管固定套筒50，以及第一或第二张力产生单元70或80，其设置在管固定套筒50处并提供张力以沿纵向方向伸展辊轴30。

图5至7示出本发明的炉底辊装置1，其包括第一张力产生单元70。

如图5至7所示，在炉底辊装置1中，由耐热钢(例如，SCH24)制成的辊轴30联接到陶瓷管10的第一端，其暴露在退火炉中并具有良好的热阻，而管固定套筒50联接到陶瓷管10的第二端。

辊轴30插入通过管固定套筒50。辊轴30在受热情况下具有比陶瓷管10大的伸长和变形。

第一或第二张力产生单元70(见图13)或80(见图14)有选择地联接到管固定套筒50的一端。第一或第二张力产生单元70或80包括弹性构件72或液压/气动部分82，该弹性构件72或液压/气动部分82与辊轴30的第三台阶部分30c互锁，以便通过弹性力或液压/气动压力沿纵向方向伸展辊轴30。

因此，当炉底辊装置1在温度为1050℃的退火炉110中驱动时，尽管辊轴30的伸长大于陶瓷管10，但由于第一或第二张力产生单元70或80沿纵向方向伸展辊轴30，所以，可将使辊轴30中心线下垂的类似于蠕变的热变形减到最小。

此时，尽管辊轴伸展，但第一或第二张力产生单元70或80沿与该伸展相反的方向对管固定套筒50施加压力。

通过对管固定套筒50加压，作为炉底辊装置1主要部件的陶瓷管10、辊轴30和管固定套筒50的第一至第三联接部分彼此紧密接触。

因此，如图5所示，陶瓷管10、辊轴30和管固定套筒50的第一至第三联接部分可牢固地彼此组装成一体而无需螺纹连接。

包括第一张力产生单元70的本发明的炉底辊装置将参照图5至13进行描述，而包括第二张力产生单元80的本发明的炉底辊装置将参照图14进行描述。

图5和8至11示出本发明的炉底辊装置1中陶瓷管10、辊轴30和管固定套筒50之间的联接关系。

如图5和8所示，辊轴30形成有第一至第三的台阶形部分30a、30b和30c，它们沿纵向方向从第一台阶部分30a到第三台阶部分30c顺序地成台阶。

如图5和9所示，管固定套筒50形成有第一台阶形部分50a和第二台阶形部分50b，它们沿纵向方向从第一台阶形部分50a向下形成台阶。辊轴30插入通过管固定套筒50，使得辊轴30的第二台阶部分30b部署在第一台阶形部分50a内，而辊轴30的第三台阶部分30c部署在第二台阶形部分50b内。

因此，如图5和9所示，陶瓷管10形成中空的圆柱形，其具有直径不变的通孔。而辊轴30的第一台阶形部分30a插入到陶瓷管10的通孔内。

如图8和9所示，辊轴30形成有第二联接部分32，其围绕外周缘表面突出而紧密地接触形成在陶瓷管10第一端的第一联接部分12，而管固定套筒50形成有第三联接部分52，其围绕外周缘表面突出而紧密地接触形成在陶瓷管10第二端的第一联接部分12。

如图5和10所示，形成在陶瓷管10两端的第一联接部分12包括凹陷部分12a和突出部分12b，它们沿周缘方向交替地形成。

以同样的方式，辊轴30的第二联接部分32和管固定套筒50的第三联接部分52形成有凹陷部分32a和52a以及突出部分32b和52b，它们与第一联接部分12的凹陷部分12a和突出部分12b紧密地啮合。

尽管图10以立体图方式显示了形成在陶瓷管10第二端的第一联接部分12的凹陷部分12a和突出部分12b，以及形成在管固定套筒50的第三联接部分52的凹陷和突出部分52a和52b，但应该理解到，形成在陶瓷管第一端的第一联接部分的凹陷和突出部分，以及形成在辊轴的第二联接部分32的凹陷和突出部分32a和32b(见图7和8)具有如图10所示相同的形状。

因此，如图5和10所示，辊轴30、包围辊轴的陶瓷管10，以及用来固定辊轴和陶瓷管的管固定套筒50牢固地彼此联接，它们通过形成在第一至第三联接部分12、32和52的彼此啮合的凹陷部分和突出部分而实现联接。

如图11所示(尽管图11示出管固定套筒，但应该理解到，第一和第二联接部分的凹陷部分和突出部分具有如图11所示相同的形状)，突出部分突出同时从凹陷部分起变小(T)。

由于突出部分呈锥形，第一至第三联接部分的凹陷部分和突出部分彼此紧密和牢固地啮合，因此联接力增加。

此外，有效地阻止间隙产生在陶瓷管和辊轴之间的联接部分以及在陶瓷管和管固定套筒之间的联接部分。

如图7和8所示，辊轴30具有最大直径的第一台阶形部分30a插入到陶瓷管10的通孔内。向下形成台阶而具有较小直径的第二台阶形部分30b插入通过管固定套筒50。向下形成台阶而具有最小直径的第三台阶形部分30c与第一或第二张力产生单元70(见图13)或80(见图14)互锁。

还有，如图7和9所示，管固定套筒50形成有通孔，它们沿纵向方向彼此形成台阶。辊轴30第的二台阶形部分30b和第三台阶形部分30c插入到管固定套筒50的通孔内。

此时，如图5所示，辊轴30的第一台阶形部分30a和管固定套筒50的第一台阶形部分50a插入到陶瓷管10通孔内的同样长度。

如此一结构可防止陶瓷管、辊轴和管固定套筒的偏心转动。

如图10所示，形成在陶瓷管10第一和第二端的第一联接部分12的凹陷和突出部分12a和12b彼此具有相同的形状。而形成在辊轴30第二联接部分32的凹陷和突出部分32a和32b具有如形成在管固定套筒50第三联接部分52的凹陷和突出部分52a和52b相同的形状。

通过上述结构，辊轴或管固定套筒可联接到陶瓷管的第一端或第二端。因此，可提高组装效率。

如图5所示，考虑到辊轴的伸长，一间隙D1形成在辊轴30的第二台阶形部分30b和管固定套筒50的第二台阶形部分50b之间。

一小间隙D2形成在辊轴30的第三台阶形部分30c和管固定套筒50的第二台阶形部分50b的内表面之间，以确保辊轴的运动。

如图5和6所示，如果辊轴30受热而膨胀并在张力产生单元70(见图13)或80(见图14)的作用下伸展，则辊轴30可在管固定套筒50内移动。

此时，因为辊轴30的第二台阶形部分30b部署在管固定套筒50的第一台阶形部分50a内，所以，可稳定地保持辊轴的移动性。

换句话说，如图5所示，通过张力产生单元70(或图14中的80)对管固定套筒50施加压力，辊轴30可沿纵向方向膨胀通过管固定套筒50。

因此，尽管管固定套筒50中的辊轴30受热膨胀，但由于张力施加到辊轴30，所以，辊轴30不向下弯曲并可执行同中心的转动。

其结果，在根据本发明的炉底辊装置1中，甚至在退火炉110中的带钢板的生产线速度达到约160mpm时，现有技术的上述问题也不会发生。

如图5和7所示，盖60包围陶瓷管10的第一联接部分和辊轴30的第二联接部分之间的联接区域以及陶瓷管10的第一联接部分和管固定套筒50的第三联接部分之间的联接区域。

如图7所示，盖具有中空的圆柱形的形状。盖60的第一端敞开，而第二端在中心部分形成有孔，辊轴30或管固定套筒50通过该孔。较佳地，盖60用耐热材料制成。

因此，陶瓷管10的第一联接部分12和辊轴30的第二联接部分32之间的联接区域以及陶瓷管10的第一联接部分12和管固定套筒50的第三联接部分52之间的联接区域均被盖60所覆盖和保护。

即使当间隙产生在陶瓷管10、辊轴30和管固定套筒50的联接区域处时，盖60也会阻止来自退火炉的辐射热渗透到辊轴30，并延迟热传递。

如图7至9所示，通过将紧固螺钉B拧紧到形成在辊轴30第二联接部分32和管固定套筒50第三联接部分52处的螺纹孔h内，固定盖60。

当然，如图6所示，盖60的长度可适当地调整以避免与被馈送带钢板的干扰。

如图5和7所示，轴承座90联接到辊轴30的第一台阶形部分30a和管固定套筒50的第二台阶形部分50b。

如图6所示，轴承座90固定到支架92上，该支架水平地安装在退火炉墙112的钢框架114上。

如图6和7所示，联轴器S联接到辊轴30的第一台阶形部分的一端，而驱动电动机的驱动轴连接到该联轴器。

因此，如图6所示，本发明的横贯退火炉进行安装的多个炉底辊装置1可独立地转动，而带钢板100在陶瓷管10上馈送，同时接触陶瓷管。

图6中的附图标记字母C是辅助加热器线圈，其如图2所示地布置在退火炉墙122的内表面上，并通过辐射加热。辅助加热器线圈C连同类似于燃烧器(见图2)那样的主加热单元一起使退火炉内的温度保持恒定。

如上所述，炉底辊装置1有选择地包括两种类型的张力产生单元70和80。第一张力产生单元70具有弹簧形的弹性构件72(见图12和13)，而第二张力产生单元80具有液压/气动部分82(见图14)。

如此一个张力产生单元70或80与辊轴30的第三台阶形部分30c以及管固定套筒50的第二台阶形50b的端部互锁。

因此，张力产生单元70或80通过弹性构件72的弹性力或液压/气动部分82的液压/气动压力对管固定套筒50加压。通过对管固定套筒50、陶瓷管10的第一至第三联接部分的加压，辊轴30和管固定套筒50彼此紧密接触。

尤其是，张力产生单元70或80沿纵向方向伸展辊轴30，该辊轴具有相对大的伸长并经受热变形，由此，可阻止辊轴30因受热而使中心线下垂。

如图12和13所示，第一张力产生单元70的弹性构件72是螺旋弹簧。辊轴30的第三台阶形部分30通过该螺旋弹簧，而螺旋弹簧的前端接触管固定套筒50的第二台阶形部分50b。

如图7和13所示，最好形成突出部分50b’，其一体地从管固定套筒的第二台阶形部分延伸出来。

如图12和13所示，该突出部分50b’包围弹性构件72以便稳定弹性构件72的联接状态和操作并防止外部材料流入。

弹性构件72的后端被紧固部件74支承，该紧固部件74通过螺旋弹簧联接到辊轴的第三台阶形部分。

如图12和13所示，进行详细地描述，紧固部件74包括围绕辊轴的第三台阶形部分30c放置的导向环74a，以及至少一个螺母74b，螺母74b拧紧到形成在辊轴的第三台阶形部分30c内的螺纹部分(未示出)。

如果提供两个或更多个螺母74b，则可在其间放入垫圈74c。

因此，如图12和13所示，导向环74a、第一螺母74b、垫圈74c和第二螺母74b顺序地联接到形成在辊轴30的第三台阶形部分30c处的螺纹部分(未示出)。

还有，如图13和14所示，保护盖94安装在轴承座90上，同时包围第一或第二张力产生单元70或80以便保护张力产生单元免遭外部材料的影响。

如图13和14所示，保护盖94应密封地接触轴承座90。

此时，如图13所示，最好在靠近管固定套筒第二台阶形部分50b的端部的内周缘表面周围安装一个诸如O形环O、垫片之类的密封构件，辊轴的第三台阶形部分30c可插入通过所述管固定套筒。

在保护盖94内，围绕轴承座90附近的管固定套筒突出部分50b’设置分隔环94b。该分隔环94b构造成使外周缘与保护盖94的内周缘表面紧密接触，而内周缘稍许离开管固定套筒的突出部分50b’(即，与其非接触地靠近)。

如以上参照图4所述，油脂G填充在由分隔环94b和轴承座限定的空间内，并通过供应管(未示出)注入。

因此，在包括保护盖94和弹性构件72的第一张力产生单元70中，如O形环O那样的密封构件和油脂G可阻止外部空气沿着辊轴流入退火炉。

如图13所示，最好在保护盖94的底部形成排放孔94a，以便在退火炉运行期间将流出分隔环94b之外的熔化的油脂G排出。

如上所述，图14示出包括液压/气动部件82的第二张力产生单元80。

详细说来，固定板84联接到突出部分50b’的端部，该突出部分一体地从管固定套筒50的第二台阶形部分50b延伸出来超出辊轴30的第三台阶形部分30c。

液压/气动部件82设置在管固定套筒内并水平地安装到固定板84。

如图14所示，液压/气动部件82包括固定在固定板84上的气缸82a、可移动地插入在气缸82a内的活塞82c，以及连接到活塞82c可与活塞82c一起前后移动的活塞杆82b。

活塞杆82b连接到辊轴30的第三台阶形部分30c。

因此，在第二张力产生单元80中，辊轴30通过活塞杆82b和活塞82a作用而沿纵向方向伸展，其运动受气缸82a内液压或气动压力控制，由此，在辊轴受热膨胀时防止辊轴中心线下垂。换句话说，辊轴在对其施加张力的情况下轴向地延伸。

如果液压/气动部件82的活塞杆82b向后移动而伸展辊轴，则固定板与其固定的管固定套筒50受到朝向陶瓷管和辊轴的压力，于是，陶瓷管、辊轴和套筒的联接部分保持在紧密接触的状态中。

为了防止从气缸82a中泄漏出来的空气或液压油流入辊轴内，孔50b”形成在一体地从管固定套筒50的第二台阶形部分延伸出来的突出部分50b’的底部上。因此，从气缸82a中泄漏出来的空气或液压油通过孔50b”排放到外面。

类似于图13中所示的第一张力产生单元70，第二张力产生单元80在靠近管固定套筒第二台阶形部分50b的端部的内周缘表面周围设置有O形环O，辊轴的第三台阶形部分30c可插入通过该管固定套筒。O形环阻止空气流入辊轴和套筒之间的间隙内。

在保护盖94内，在轴承座90附近设置分隔环94b，油脂G填充在由分隔环和轴承座限定的空间内，以防止外部空气流入。

以与图13所示相同的方式，在第二张力产生单元中，最好在保护盖94的底部形成排放孔94a，以便将流出分隔环94b之外的油脂G排出。

此后，将描述包括第一张力产生单元70在内的根据本发明的炉底辊装置1的组装过程。

首先，如图5和7所示，将辊轴30的第二联接部分32强制配合到盖60内，而通过将螺钉B拧紧到形成在辊轴第二联接部分的螺纹孔h内而将盖60固定。

在通过夹具将辊轴30固定的状态中，陶瓷管10以这样的方式与辊轴30组装，使形成在陶瓷管10第一端处的第一联接部分12的凹陷部分12a和突出部分12b紧密地与形成在辊轴30的第二联接部分32的凹陷部分32a和突出部分32b啮合。

管固定套筒50的第三联接部分52强制地配装在另一盖60内，而通过将螺钉B拧紧到形成在管固定套筒第三联接部分的螺纹孔内而将盖60固定。

在通过夹具将陶瓷管10与辊轴30固定的状态中，管固定套筒50以这样的方式与陶瓷管10组装，使形成在管固定套筒50第三联接部分52的凹陷部分52a和突出部分52b紧密地与形成在陶瓷管10的第二端的第一联接部分12的凹陷部分12a和突出部分12b啮合。

如图7和13所示，轴承座90、联轴器S和张力产生单元70组装到辊轴30和管固定套筒50的端部。

如图7、12和13所示，通过围绕辊轴30的第三台阶形部分30c放置弹性构件72和导向环74a，对张力产生单元70进行组装。

然后，将成对的插入在其间的螺母74b和垫圈74c联接到形成在辊轴第三台阶形部分30c周围的螺纹部分。

通过该种结构，张力产生单元70利用弹性构件72的弹性力沿轴向方向对管固定套筒施加压力，同时将张力施加到辊轴30以便沿纵向方向伸展辊轴30。

因此，根据本发明的炉底辊装置1可抑制辊轴受热向下弯曲，并通过伸展辊轴来抑制其大于陶瓷管的伸长。

考虑到辊轴30沿纵向方向的热变形以及合适的联接力(包括安全系数)，要求选择具有合适弹性力的弹性构件72或合适地调整螺母对辊轴的拧紧力。

类似于包括弹性构件72的第一张力产生单元70(见图13)，图14所示的包括液压/气动部件82的第二张力产生单元80可根据活塞杆移动距离通过沿纵向方向伸展辊轴30来抑制辊轴30受热产生的向下弯曲。

工业应用性

从以上的描述可以明白到，用于本发明退火炉的炉底辊装置可抑制辊轴的热变形，由此，可延长装置的寿命，降低更换该装置的成本，并提高带钢板的产品质量。

尽管为了说明之目的揭示了本发明的某些优选实施例，但本技术领域内的技术人员将会认识到，各种修改、添加和替代都是可能的，而不脱离附后权利要求书所揭示的本发明的范围和精神实质。

Claims (14)

1.一种用于退火炉的炉底辊装置，包括：

陶瓷管，该陶瓷管设置在所述退火炉内，以接触的方式馈送带钢板；

辊轴，该辊轴联接到所述陶瓷管的第一端并横贯所述退火炉延伸通过所述陶瓷管；

管固定套筒，该管固定套筒联接到所述陶瓷管的第二端，所述辊轴的一部分插入通过该管固定套筒；以及

张力产生单元，该张力产生单元与所述辊轴和所述管固定套筒互锁，并提供张力来沿纵向方向伸展所述辊轴。

2.如权利要求1所述的炉底辊装置，其特征在于，所述陶瓷管在所述第一端和第二端形成有第一联接部分，所述辊轴形成有围绕外周缘表面突出的第二联接部分，以紧密地接触形成在所述陶瓷管的所述第一端的所述第一联接部分，所述管固定套筒形成有围绕外周缘表面突出的第三联接部分，以紧密地接触形成在所述陶瓷管的所述第二端的所述第一联接部分。

3.如权利要求2所述的炉底辊装置，其特征在于，形成在所述陶瓷管的所述第一端和所述第二端的所述第一联接部分包括沿周缘方向交替地形成的凹陷部分和突出部分，所述辊轴的所述第二联接部分和所述管固定套筒的所述第三联接部分包括凹陷部分和突出部分，这些凹陷部分和突出部分紧密地啮合所述第一联接部分的所述凹陷部分和所述突出部分。

4.如权利要求3所述的炉底辊装置，其特征在于，所述第一联接部分、所述第二联接部分和所述第三联接部分的所述突出部分突出，同时，离所述凹陷部分逐渐变小。

5.如权利要求3所述的炉底辊装置，其特征在于，所述炉底辊装置还包括盖，所述盖包围所述陶瓷管和所述辊轴之间的联接区域以及所述陶瓷管和管固定套筒之间的所述联接区域。

6.如权利要求1所述的炉底辊装置，其特征在于，所述辊轴形成有第一台阶形部分、沿纵向方向从所述第一台阶形部分开始向下形成台阶的第二台阶形部分，以及沿纵向方向从所述第二台阶形部分开始向下形成台阶的第三台阶形部分，以及

所述管固定套筒形成有第一台阶形部分和沿纵向方向从所述第一台阶形部分开始向下形成台阶的第二台阶形部分，所述辊轴的所述第二台阶形部分部署在所述管固定套筒的所述第一台阶形部分内，而所述辊轴的所述第三台阶形部分部署在所述管固定套筒的所述第二台阶形部分内。

7.如权利要求6所述的炉底辊装置，其特征在于，所述辊轴的所述第一台阶形部分和所述管固定套筒的所述第一台阶形部分插入所述陶瓷管内同样的长度，一间隙形成在所述辊轴的所述第二台阶形部分和所述管固定套筒的所述第二台阶形部分之间，又一间隙形成在所述辊轴的所述第三台阶形部分和所述管固定套筒的所述第二台阶形部分的内表面之间。

8.如权利要求6所述的炉底辊装置，其特征在于，密封构件安装在所述辊轴的所述第三台阶形部分和所述管固定套筒的所述第二台阶形部分之间。

9.如权利要求1所述的炉底辊装置，其特征在于，所述张力产生单元包括弹性构件或液压/气动部件，所述弹性构件或液压/气动部件与所述管固定套筒和所述辊轴的端部互锁以对所述辊轴施加张力。

10.如权利要求9所述的炉底辊装置，其特征在于，所述弹性构件是螺旋弹簧，所述螺旋弹簧使其前端被所述管固定套筒的所述第二台阶形部分支承，使其后端被紧固构件支承，该紧固构件联接到通过所述螺旋弹簧的所述辊轴的所述第三台阶形部分，

由此，所述螺旋弹簧通过弹性力沿纵向方向伸展所述辊轴，并对所述管固定套筒施压。

11.如权利要求10所述的炉底辊装置，其特征在于，所述紧固构件包括围绕所述辊轴的所述第三台阶形部分放置的导向环和至少一个拧紧到所述辊轴的所述第三台阶形部分的螺母，以及突出部分从所述管固定套筒的所述第二台阶形部分一体地延伸出来以包围所述弹性构件和所述导向环。

12.如权利要求9所述的炉底辊装置，其特征在于，所述液压/气动部件包括：气缸，该气缸设置在所述管固定套筒内，并水平地安装在联接到从所述管固定套筒的所述第二台阶形部分一体延伸出来的突出部分的固定板；以及活塞杆，该活塞杆设置在所述管固定套筒内并连接到所述辊轴的所述第三台阶形部分，以及

其中，所述突出部分形成有孔，该孔用来排出从所述气缸泄漏出的空气或液压油。

13.如权利要求9所述的炉底辊装置，其特征在于，与所述管固定套筒和所述辊轴互锁的所述张力产生单元被保护盖包围，该保护盖密封地接触连接到所述退火炉墙的轴承座，以及

其中，所述保护盖设置有位于其内的、与所述轴承座一起用来储存油脂的分隔环，以阻止外部空气流入所述退火炉内，并还形成有用来排出泄漏的油脂、空气或液压油的孔。

14.如权利要求1所述的炉底辊装置，其特征在于，所述辊轴和所述管固定套筒的端部被轴承座所支承，所述轴承座安装在固定在所述退火炉墙的支架上，这样，所述辊轴、所述陶瓷管和所述管固定套筒可以转动。

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